WINCE在ARM平台的移植及驱动技术详解
wince操作系统简介
wince操作系统是通用型的嵌入式操作系统，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的windows 95，windowsce的图形用户界面相当出色。它1996年开始发布windows ce 1.0版本，2004年7月发布了windows ce .net 5.0版本，目前用得最多的是windowsce .net 4.2版本，其发展速度也是很快的，功能_上自不必描述，它的主要应用领域有pda市场、ppc、smartphone、 工业控制、医疗等。
操作系统移植的原因 为了更快的适应市场需求，在实际开发过程中，我们更倾向于移植操作系统而不是重新开发操作系统。这样不但可以节省时间，还能大大提高开发效率。
由于嵌入式系统是一个软硬件紧密结合的系统，因此操作系统移植包含两个层面上的工作：一个层面是cpu级的，另一个层面是板级的。由于wince操作系统几乎完全是用c语言编写的，所以可移植到众多的32位微处理器。上。这其中包括arm、x86、mips 和sh等， 而且cpu级的移植通常由微软或芯片制造商来完成，这会极大地减轻oem厂商开发过程中移植操作系统的工作量，但板级层面的移植则还是需要由oem厂商来完成的。
一般来说，一个wince系统包括四层结构：应用程序、wince内核映像、板级支持包（bsp）、硬件平台。而基本软件平台则主要由wince系统内核映像（os image）和板卡支持包（bsp） 两部分组成。因为wince系统是一个软硬件紧密结合的系统，因此即使cpu处理器相同，但是如果开发板上的外围硬件不相同， 这个时候还是需要修改bsp来完成一个新的bsp。 因此换句话说，就是wince 的移植过程主要是改写bsp的过程。
嵌入式os负责嵌入式系统全部软、硬件资源的分配、调度，控制和协调各部件的工作，与普通os相比，嵌入式os在系统实时高效性、硬件依赖性、软件固化及应用的专用性方面具有较为突出的特点。
wince在arm平台的移植及驱动技术 1、启励程序bootloader的移植步骤
bootloader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像bios那样的固件程序（有的嵌入式cpu也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader来完成。
修改bootloader是移植wince系统第一步，也是关键的一步。只有得到一个稳定工作的启动程序，才能够进-步完成wince bsp的移植。bootloader主要用来管理目标平台的启动过程，它是一段单独的程序代码，通过这段小程序可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图和下载操作系统的映像文件等，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，它- -般存放于目标平台的非易失存储介质中， 如rom或flash。
一般来说，对于bootloader的功能，不同的场合区别很大。比如，在桌面windows版的pc硬件平台，上，由于硬件启动根本就不通过bootloader （而是通过bios），所以bootloader就无需对cpu加电后的初始化做任何工作; 而在嵌入式wince平台上，bootloader 是最先被执行的程序，所以就必须包括加电初始化程序，同时通常bootloader必须包含下载wince映像文档的功能。由于bootloader会涉及到基本的硬件操作，如cpu的结构、指令等，也会又涉及到以太网下载协议和映像文档格式。因此，从零开发实现的话会需要相当长的过程，通常的做法是利用微软为每种类型的cpu提供的某种标准研发板的bootloader例程。
根据我在这次项目移植得到的经验，bootloader 的移植步骤主要是：①是修改相应的dir、source 文件;②是修改makefile.inc;③是修改boot.bib，使其不与config.bib中的内存分配造成冲突;④是改进eboot， 因为eboot烧写nk.bin的时候会查找binfs分区，然后把下载的image烧写到binfs分区。
2、oal的移植步骤 oal的全称是oemadaption layer，即原始设备制造商适配层。它是位于windows ce内核和目标硬件平台之间的一个代码层，oal主要负责windowsce与硬件通信，它与cpu、中断、内存、时钟和调试口等核心设备相关，也是oal各个模块代码被编译后（.lib） 和其它内核库链接到一一起形成windows ce的内核可执行文档nk.exe的关键。简单的说，oal就是用来屏蔽cpu平台的细节和抽象硬件功能，以实现操作系统内核的可移植性。
从逻辑结构上看，oal位于wince操作系统的内核与硬件之间，是连接wince系统与硬件的枢纽;从功能上看，oal颇似桌面pc.上的bios，具有初始化设备、引导操作系统以及抽象硬件功能等作用。但与b10s不同的是，0al隶属于操作系统，是操作系统的一部分。在wince6.0中，oal首先起了穿针引线的作用，这一点可从其启动代码看出来。第二个作用，暴露一些oem函数供kerel调用，具体哪些函数由oemglobal决定。为了方便bsp的升级，6.0基本保留了原来的函数结构。所以，我们可以选择5.0的bsp为参考，将其移植到6.0上来。pb6.0 的安装目录中也包涵一些bsp，其中deviceemulator就是模拟s3c2410平台。所以，我们也可以此为参考。总之，oal代码的来源不是问题。问题是如何快速编译这些代码，并验证其正确性。
下面将介绍快速调试oal的方法。
首先clone一个bsp，命名为2410tiny。如果从5.0的bsp移植，需要修改相应的目录结构，在6.0中不存在cec文件，需要做转换。clone完成后的bsp如下图所示：
其中catalog目录中存放的是2410tiny.pbcxml，它是ce6.0中bsp的组织文件，类似5.0中的cec文件。cesysgen存放了一个makefile文件。
files目录存放了平台对应的配置文件如bib、reg等。这里我们将platform.bib和platform.reg中的内容清空，注意是清空！ config.bib 的内容确保准确。
删除src目录下的drivers目录，并修改dirs文件，去掉drivers行。如下图所示：
至此，2410tiny的bsp准备完成，用此bsp定制一个osdesign。在选择模板时选customdevice （第二项），然后直接点击完成，结束向导。进入平台属性页进行设置，如下图所示：
完成后，在catalog items中选中cedb database engine项（我开始没选择该项，结果编译出了一堆错误，将该项选中后，重新编译，就顺利通过了。）点击编译按钮开始编译系统。
等它编译着吧，我们继续往下看。之所以能把src目录下的drivers删除，是因为我们现在还处于调试oal的阶段，可以暂时不考虑drivers。只要有oal和kernel，wince 就能跑起来。从这个角度来说，我觉得oal用来抹平mcu的差异，而drivers则是抹平外围设备的差异。
大概10分钟后，编译完成了，最终生成的nk.bin文件有3m多，如下图所示：
这时，我们可以启动bootloader，完成相关配置后下载该nk.bin文件，如下图所示：
3m多的nk，下载需要14秒左右。由于启用了kitl，所以最终在debugoutput中看到wince启动的相关信息，如下图所示：
现在我们可以用pb6.0的debug工具进行简单调试。先用target control查看系统运行的进程：
可以看到，目前wince6.0只运行了两个进程，nk.exe对应的就是我们的oal.exe！再看看线程和模块的情况：
至此，可以认为wince6.0 的oal已经可以正常工作。
从我在这次项目中得到的经验来看， windows ce安装目录的子目录中都包含有oal的部分源码。oal的移植实现应是在fwxsc1.s. main.c、 flash.c、edeviceinit.c等文件中， 可根据实际需要修改相应的代码。在oal移植过程中，主要是修改这几个函数：修改startup.s函数、修改串口调试函数、修改oeminit函数、修改系统时钟函数和修改中断处理函数等。实际上，大多数情况下开发工程师对oal只要修改即可，甚至无需修改。
3、驱动程序的移植和开发
驱动程序（device drivers）是指能够管理虚拟或者物理设备、协议、服务等的一段软件模块，操作系统是通过驱动程序直接和硬件打交道的。设备驱动程序能为wince提供设备控制功能， 包括： lcd/led/vga/svga显示设备、鼠标、键盘和触摸屏等。根据我在这次项目移植得到的经验，建议设备驱动程序的移植可通过platform builder创建一一个新的平台，然后再根据硬件平台的需要插入和移除驱动。一般来说，需要修改的文件有plaform. bib、platform. reg及驱动程序源代码等。
4、平台文件配置的修改
平台配置文件包括源代码配置文件和操作系统镜像配置文件。源代码配置文件主要是告诉build工具需要用到的路径，包括dirs文件、sources 文件和makefile文件等。操作系统镜像配置文件则主要用于给makeimag工具生成操作系统镜像，包括.bib、.reg、 .dat、 .db等文件。因此，在进行bsp移植的时候，也需要对这些平台配置文件进行适当的修改和变更。
5、移植时需特别注意的地方
很多嵌入式开发实践都证明bsp移植是一个挺复杂、烦琐的过程。因为wince不同版本的bsp包的组织结构是不同的，所以会导致很多链接库无法找到或者是这些库已经被替换、删除，唯一的方法是只有耐心的根据错误提示来一一定位修改。
例如，在移植bootloader时因为bootloader的下载、烧写、启动镜像过程会涉及到内存地址，所以在处理各种入口地址时应该要避免出现差错或内存超出范围，尤其是处理地址冲突时需要特别小心。还有在移植oal时， startup.s以及oeminitdebugserial两个函数需要特别注意，因为它们主要是初始化硬件及串口，系统运行及驱动调试的基础，如果硬件配置以及调试串口有改变，则需要适当的修改
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一般来说，一个wince系统包括四层结构：应用程序、wince内核映像、板级支持包（bsp）、硬件平台。而基本软件平台则主要由wince系统内核映像（os image）和板卡支持包（bsp） 两部分组成。因为wince系统是一个软硬件紧密结合的系统，因此即使cpu处理器相同，但是如果开发板上的外围硬件不相同， 这个时候还是需要修改bsp来完成一个新的bsp。 因此换句话说，就是wince 的移植过程主要是改写bsp的过程。
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修改bootloader是移植wince系统第一步，也是关键的一步。只有得到一个稳定工作的启动程序，才能够进-步完成wince bsp的移植。bootloader主要用来管理目标平台的启动过程，它是一段单独的程序代码，通过这段小程序可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图和下载操作系统的映像文件等，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，它- -般存放于目标平台的非易失存储介质中， 如rom或flash。
一般来说，对于bootloader的功能，不同的场合区别很大。比如，在桌面windows版的pc硬件平台，上，由于硬件启动根本就不通过bootloader （而是通过bios），所以bootloader就无需对cpu加电后的初始化做任何工作; 而在嵌入式wince平台上，bootloader 是最先被执行的程序，所以就必须包括加电初始化程序，同时通常bootloader必须包含下载wince映像文档的功能。由于bootloader会涉及到基本的硬件操作，如cpu的结构、指令等，也会又涉及到以太网下载协议和映像文档格式。因此，从零开发实现的话会需要相当长的过程，通常的做法是利用微软为每种类型的cpu提供的某种标准研发板的bootloader例程。
根据我在这次项目移植得到的经验，bootloader 的移植步骤主要是：①是修改相应的dir、source 文件;②是修改makefile.inc;③是修改boot.bib，使其不与config.bib中的内存分配造成冲突;④是改进eboot， 因为eboot烧写nk.bin的时候会查找binfs分区，然后把下载的image烧写到binfs分区。
2、oal的移植步骤 oal的全称是oemadaption layer，即原始设备制造商适配层。它是位于windows ce内核和目标硬件平台之间的一个代码层，oal主要负责windowsce与硬件通信，它与cpu、中断、内存、时钟和调试口等核心设备相关，也是oal各个模块代码被编译后（.lib） 和其它内核库链接到一一起形成windows ce的内核可执行文档nk.exe的关键。简单的说，oal就是用来屏蔽cpu平台的细节和抽象硬件功能，以实现操作系统内核的可移植性。
从逻辑结构上看，oal位于wince操作系统的内核与硬件之间，是连接wince系统与硬件的枢纽;从功能上看，oal颇似桌面pc.上的bios，具有初始化设备、引导操作系统以及抽象硬件功能等作用。但与b10s不同的是，0al隶属于操作系统，是操作系统的一部分。在wince6.0中，oal首先起了穿针引线的作用，这一点可从其启动代码看出来。第二个作用，暴露一些oem函数供kerel调用，具体哪些函数由oemglobal决定。为了方便bsp的升级，6.0基本保留了原来的函数结构。所以，我们可以选择5.0的bsp为参考，将其移植到6.0上来。pb6.0 的安装目录中也包涵一些bsp，其中deviceemulator就是模拟s3c2410平台。所以，我们也可以此为参考。总之，oal代码的来源不是问题。问题是如何快速编译这些代码，并验证其正确性。
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